专利名称：超细纤维弹性基布的制备方法
技术领域：
本发明属于合成革制造技术，涉及一种合成革基布的制造方法，一种超细纤维弹性基布的制备方法。
背景技术：
上世纪五、六十年代美国杜邦公司、日本可乐丽、日本帝人株式会社等国际大公司从研究开发超细纤维并取得成功，形成产业化，其中日本可乐丽株式会社率先开发出超细纤维合成革并产业化。超细纤维合成革是当今世界合成皮革行业的高档产品，生产技术要求很高，其产品具有柔软丰满，透气透湿，强度高和穿着舒适等性能，代表合成革行业的发展方向。超纤基布作为超纤合成革的底坯，它直接决定了超纤合成革的物性和手感。对于超纤基布的手感而言，由于超纤基布中PA6的纤维细度已在0. 01旦尼尔以下，已经能够达到柔软的效果，而要使超纤合成革具有丰满弹性等特点，聚氨酯发泡海绵体的结构是最重要的因素。目前聚氨酯海绵体的结构主要通过机械鼓泡以及改变凝固调节剂、凝固液浓度和凝固温度等物理方法调节。这些方法主要通过改变凝固过程中聚氨酯分子的排列以及聚氨酯发泡程度来调节聚氨酯海绵体的手感。由于只用物理方法调节海绵体结构的方式的单一性，所以在进一步提高超纤基布丰满和弹性手感方面的局限性已经显现出来。
发明内容
本发明旨在提出一种新的超细纤维弹性基布的制备方法，同时利用物理发泡和化学发泡的方法调节聚氨酯海绵体微孔结构，从而得到手感丰满而且具有弹性的超纤基布。这种超细纤维弹性基布的制备方法包括以下步骤(1)将海岛型纤维无纺布在含有碳酸盐和有机酸的聚氨酯的DMF(二甲基甲酰胺) 溶液中浸渍；(2)将(1)步所得半制品在DMF的水溶液中浸泡，使聚氨酯凝固并进行物理和化学发泡，其中化学发泡为有机酸遇水离解产生H+离子，再与碳酸盐反应产生(X)2气体而发泡， 将聚氨酯成分制成含有微泡孔的弹性体；(3)水洗；(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；(5)干燥、定形。这种超细纤维弹性基布的制备方法，由于在聚氨酯DMF溶液中加入了碳酸盐和有机酸，在将浸渍了聚氨酯的半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡时，同时产生了物理发泡和化学发泡两个过程在聚氨酯凝固过程中，聚氨酯浆料中的溶剂DMF和凝固液中的水发生交换，并迁移到凝固液中，产生物理发泡微孔；同时，碳酸盐和有机酸的混合物在遇到水后，有机酸离解，产生H+离子，与碳酸盐反应，产生(X)2气体，使树脂发泡，产生化学发泡微孔；此外，反应过程伴随碳酸钙盐填料的消耗，也产生物理微孔。这种方法同时利用物理和化学发泡的方法调节聚氨酯海绵体微孔结构，改善和增加泡孔，使聚氨酯海绵体丰满而有弹性。
具体实施例方式这种超细纤维弹性基布的制备方法包括以下步骤(1)将海岛型纤维无纺布在含有碳酸盐和有机酸的聚氨酯DMF溶液中浸渍。(2)将⑴步所得半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡，使聚氨酯凝固并进行物理和化学发泡，将聚氨酯成分制成含有微泡孔的弹性体。发泡过程为第一，在聚氨酯凝固过程中，聚氨酯浆料中的溶剂DMF和凝固液中的水发生交换，并迁移到凝固液中，产生物理发泡微孔；第二，有机酸遇到水后离解产生H+离子，与碳酸盐反应产生CO2气体，使树脂发泡产生化学发泡微孔；第三，反应过程伴随碳酸钙盐填料的消耗，产生物理微孔。(3)水洗。(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分。(5)干燥、定形。这种超细纤维弹性基布的制备方法中，第(1)步中所述时碳酸盐可以为碳酸钙或碳酸镁，优选碳酸钙。碳酸钙的加入量为聚氨酯DMF溶液中的聚氨酯固体质量的 50%-120%。所述的有机酸可以为甲酸、乙酸或乙二酸，优选甲酸。甲酸的加入量以摩尔数计为碳酸盐加入量的摩尔数的50% 180%。采用这样的加入比例，碳酸钙过量存在，反应后有机酸基本没有残留，可避免有机酸对生产设备产生腐蚀作用。这种超细纤维弹性基布的制备方法中，第(1)步中所述的海岛型纤维无纺布可以是由聚乙烯(PE)/尼龙6(PA6)双组分经熔融纺丝制成的短纤维通过针刺和高温烫平的方法制成的，所述的浸渍用聚氨酯是由多元醇、扩链剂及异氰酸酯通过溶液聚合法合成的聚氨酯；第(4)步中所述的有机溶剂为甲苯。这种超细纤维弹性基布的制备方法中，海岛型纤维中“岛”部分尼龙纤维的单丝纤度可以为0. 0005 0.01旦尼尔，所述的无纺布的制作过程中，海岛型纤维针刺密度可以为 500 3000针/cm2，无纺布制备时的烫平温度范围为80 155°C。这种超细纤维弹性基布的制备方法中，所述的多元醇可以为分子量为600-3000 的聚酯多元醇，也可以是分子量为600-3000的聚醚多元醇和分子量为600-3000的聚酯多元醇，所述的扩链剂为乙二醇或1，4 丁二醇，所述的异氰酸酯为4，4- 二苯基甲烷-2-异氰酸酯，所述的浸渍用的聚氨酯DMF溶液的质量百分比浓度可以为13% 25%。这种超细纤维弹性基布的制备方法中的聚醚多元醇可以是聚四氢呋喃、聚环氧丙烷二醇或聚环氧乙烷二醇，所述的聚酯多元醇可以是聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸1， 4- 丁二醇酯二醇或聚己内酯二醇。这种超细纤维弹性基布的制备方法中所用的凝固液DMF的水溶液的浓度为质量百分比浓度15% -50%。本发明的超细纤维弹性基布的制备方法详细过程如下(一 )海岛型纤维无纺布的制备(1)、将两种不相容的高分子材料PA6和PE按照50 70 50 30质量比例通过熔融纺丝的技术制成海岛型复合纤维，然后通过后纺技术制成细度5 7旦尼尔的细旦长纤维，并将该长纤维切断成长度为3cm 8cm的短纤维；O)、采用针刺无纺布技术，将上述短切纤维通过开松、梳理、铺网、针刺和烫平技术得到表观密度为0. 20 0. 35g/cm3、厚度为1. 5 4. 5mm的含浸用无纺布。( 二 )含浸浆料(聚氨酯DMF溶液)的制备(1)、采用溶液聚合法，50°C 85°C下，在DMF溶剂中将分子量为600 3000的聚醚、聚酯、乙二醇或1，4 丁二醇和4，4_ 二苯基甲烷-2-异氰酸酯合成固含量为20% 30% 的浸渍用聚氨酯高分子材料。(2)、将碳酸钙和甲酸的混合物加入上步所得的聚氨酯溶液中，用DMF将混合物稀释至聚氨酯含量为13% 25%，搅拌均勻，制成含浸浆料，其中碳酸钙的添加量为聚氨酯固体质量的50% 120%，甲酸添加量为碳酸盐摩尔量的50% -180%。(三)含浸、发泡和溶去“海”成分(1)、将含浸浆料浸渍到(一)步所制备的的无纺布中，控制浸渍量，使聚氨酯弹性体的含量占超纤基布质量的25% 65%。(2)将完全含浸好的的基布浸入15% 50% DMF水溶液中，凝固，发泡。(3)、将凝固发泡后的基布浸入65°C 85°C的甲苯中，抽出海岛纤维中的“海”组分，得到单丝纤度为0. 0005 0. 01旦尼尔的尼龙纤维。G)、用柔软剂处理及干燥定型，得到手感丰满有弹性的超纤基布，纤维单丝纤度为0. 0005 0. 01旦尼尔。本发明的方法可通过控制填料含量，调节聚氨酯海绵体微孔结构，使聚氨酯海绵体产生不同类型结构的微孔，设计不同手感的弹性超纤基布。通过同时调整聚氨酯弹性体含量和聚氨酯海绵体微孔结构，使超纤基布在聚氨酯弹性体含量较高的情况下能够产生较多泡孔，使超纤基布兼备高弹性和良好的丰满柔软性能。还可通过添加过量碳酸钙填料，增加超纤基布密度，从而增强厚实感和悬垂感，使得手感丰满充实而有弹性，得到类似真皮的手感。下面介绍实施例实施例1(一 )海岛型纤维无纺布的制备采用比例为60 40的PA6与PE共混物熔融纺丝制成海岛型纤维，并经过后纺技术将上述海岛型纤维制成细度为5 7旦尼尔，长度为3cm 8cm的短纤维；利用针刺无纺布技术将上述短纤维制成针刺布，针刺密度1000针/cm2，再经过145°C烫平制成厚度为 1. 8mm的超纤无纺布。 (二)含浸浆料(聚氨酯DMF溶液)的制备采用溶液聚合法，50°C 85°C下，在DMF溶剂中将分子量为2000的聚四氢呋喃和聚己内酯二醇(1 1)，乙二醇和4，4_ 二苯基甲烷-2-异氰酸酯合成固含量为30%的聚氨酯树脂。将15Kg碳酸钙与12.4Kg甲酸均勻混合后，加入到已制备好的IOOKg聚氨酯树脂中，再加入2. 6KgDMF，配制成树脂含量为23%的含浸用浆料。(三)含浸、发泡和溶去“海”成分用压辊将含浸浆料均勻的压入无纺布中；在50°C、浓度为为50%的DMF水溶液中凝固、发泡，并用80°C的热水清洗基布中的DMF ；然后在80°C的甲苯浴中抽出PE，再经化学柔软和干燥定型，即制成具有多级微孔聚氨酯海绵体的的超细纤维弹性基布。本实施例所制得的基布聚氨酯弹性体含量高，泡孔较多，手感丰满而有弹性，适用于运动鞋及体闲鞋。实施例2(一 )海岛型纤维无纺布的制备采用比例为55 45的PA6与PE共混物熔融纺丝制成海岛型纤维，并经过后纺技术将上述海岛型纤维制成细度为5 7旦尼尔，长度为3cm 8cm的短纤维；利用针刺无纺布技术将上述短纤维制成针刺布，针刺密度600针/cm2，再经过135°C烫平制成厚度为 1. 5mm的超纤无纺布。( 二 )含浸浆料(聚氨酯DMF溶液)的制备采用溶液聚合法，50°C 85°C下，在DMF溶剂中将分子量为2000的聚己内酯二醇， 乙二醇和4，4- 二苯基甲烷-2-异氰酸酯合成固含量为25%的聚氨酯树脂。将30Kg碳酸钙与26. 2Kg甲酸均勻混合后，加入上述制备好的IOOKg聚氨酯树脂中。上述混合物用36KgDMF 稀释为树脂含量为13%的含浸用浆料。(三)含浸、发泡和溶去“海”成分用压辊将含浸浆料均勻的压入无纺布中，在30°C、浓度45% DMF水溶液中凝固、发泡，并用80°C的热水清洗基布中的DMF，然后在80°C的甲苯浴中抽出PE，再经化学柔软和干燥定型，即制成具有多级微孔聚氨酯海绵体的的超细纤维弹性基布。本实施例制得的基布聚氨酯弹性体含量少，泡孔多，基布厚度较小，手感柔软有弹性，适用于装饰用革。实施例3(一 )海岛型纤维无纺布的制备采用比例为50 50的PA6与PE共混物熔融纺丝制成海岛型纤维，并经过后纺技术将上述海岛型纤维制成细度为5 7旦尼尔，长度为3cm 8cm的短纤维；利用针刺无纺布技术将上述短纤维制成针刺布，针刺密度1200针/cm2，再经过145°C烫平制成厚度1. 8mm 的超纤无纺布。( 二)含浸浆料(聚氨酯DMF溶液)的制备采用溶液聚合法，50°C 85°C下，在DMF溶剂中将分子量为3000的聚环氧丙烷二醇和分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯二醇(质量比2 1)与乙二醇和4，4_ 二苯基甲烷-2-异氰酸酯合成固含量为30%的聚氨酯树脂。在上述每IOOKg聚氨酯树脂中，加入碳酸钙20Kg，加入甲酸9. Ig，其中碳酸钙先与甲酸混合均勻，再添加到聚氨酯树脂中。上述混合物用20. SKgDMF稀释为树脂含量为20%的含浸用浆料。(三)含浸、发泡和溶去“海”成分用压辊将含浸浆料均勻的压入无纺布中，在30°C、45% DMF水溶液中凝固、发泡， 并用80°C的热水清洗基布中的DMF，然后在80°C的甲苯浴中抽出PE，再经化学柔软和干燥定型即制成具有多级微孔聚氨酯海绵体的超细纤维弹性基布。本实施例制得的基布聚氨酯弹性体含量多，泡孔多，且留大量碳酸钙填料，密度高，厚实感强，使得手感充实而有弹性，适用于鞋革等。实施例4
(一 )海岛型纤维无纺布的制备采用比例为50 50的PA6与PE共混物熔融纺丝制成海岛型纤维，并经过后纺技术将上述海岛型纤维制成细度为5 7旦尼尔，长度为3cm 8cm的短纤维；利用针刺无纺布技术将上述短纤维制成针刺布，针刺密度1500针/cm2，再经过155°C烫平制成厚度为 3. Omm的超纤无纺布。( 二 )含浸浆料(聚氨酯DMF溶液)的制备采用溶液聚合法，50°C 85°C下，在DMF溶剂中将分子量为2000的聚四氢呋喃和聚己二酸丁二醇酯二醇(质量比2 1)与1，4 丁二醇和4，4_ 二苯基甲烷-2-异氰酸酯合成固含量为30%的聚氨酯树脂。在上述每IOOKg聚氨酯树脂中，加入碳酸钙量为20Kg，加入乙二酸量为10. Ig，其中碳酸钙先与乙二酸混合均勻，再添加进聚氨酯树脂中。上述混合物用19. SKgDMF稀释为树脂含量为20%的含浸用浆料。(三)含浸、发泡和溶去“海”成分用压辊将含浸浆料均勻的压入无纺布中，在40°C、30% DMF水溶液中凝固、发泡， 并用80°C的热水清洗基布中的DMF，然后在80°C的甲苯浴中抽出PE，再经化学柔软和干燥定型即制成具有多级微孔聚氨酯海绵体的超细纤维弹性基布。本实施例制得的基布厚度达到2. 2mm，密度高，厚实感强，使得手感充实而有弹性， 适用于厚度和物性要求较高的家具装饰革等。
权利要求
1.一种超细纤维弹性基布的制备方法，包括以下步骤(1)将海岛型纤维无纺布在聚氨酯的DMF溶液中浸渍；(2)将(1)步所得半制品在凝固液DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，将聚氨酯制成含有微泡孔的弹性体；(3)水洗；(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；(5)干燥、定形；其特征是在(1)步中，所述的聚氨酯DMF溶液中加有碳酸盐和有机酸，第( 步中所述的发泡过程包括有机酸遇水离解产生H+离子、再与碳酸盐反应产生(X)2气体的化学发泡过程。
2.如权利要求1所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是第(1)步中所述的碳酸盐为碳酸钙，碳酸钙的加入量为聚氨酯DMF溶液中的聚氨酯固体质量的50% -120%，所述的有机酸为甲酸，甲酸的加入量以摩尔数计为碳酸盐加入量的摩尔数的50% 180%。
3.如权利要求2所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是第(1)步中所述的海岛型纤维无纺布是由聚乙烯与尼龙6双组分经熔融纺丝制成的短纤维通过针刺和高温烫平的方法制成的，所述的浸渍用聚氨酯是由多元醇、扩链剂及异氰酸酯通过溶液聚合法合成的聚氨酯；第(4)步中所述的有机溶剂为甲苯。
4.如权利要求3所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是所述的海岛型纤维中 “岛”部分尼龙纤维的单丝纤度为0. 0005 0. 01旦尼尔，所述的无纺布的海岛型纤维针刺密度为500 3000针/cm2，无纺布制备时的烫平温度范围为80 155°C。
5.如权利要求4所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是所述的多元醇为分子量为600-3000的聚醚多元醇和分子量为600-3000的聚酯多元醇，所述的扩链剂为乙二醇或1，4 丁二醇，所述的异氰酸酯为4，4- 二苯基甲烷-2-异氰酸酯，所述的浸渍用的聚氨酯的DMF溶液的质量百分比浓度为13% 25%。
6.如权利要求4所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是所述的多元醇为分子量为600-3000的聚酯多元醇，所述的扩链剂为乙二醇或1，4 丁二醇，所述的异氰酸酯为 4，4_ 二苯基甲烷-2-异氰酸酯，所述的浸渍用的聚氨酯的DMF溶液的质量百分比浓度为 13% 25%。
7.如权利要求5所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是所述的聚醚多元醇是聚四氢呋喃，所述的聚酯多元醇是聚己内酯二醇。
8.如权利要求5所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是所述的聚醚多元醇是聚环氧乙烷二醇；所述的聚酯多元醇聚己二酸乙二醇酯二醇。
9.如权利要求5所述的超细纤维弹性基布的制备方法，其特征是第( 步中所述的凝固液DMF的水溶液的浓度为质量百分比浓度15% -50%。
全文摘要
一种超细纤维弹性基布的制备方法，包括以下步骤(1)将海岛型纤维无纺布在加有碳酸盐及有机酸的聚氨酯的DMF溶液中浸渍；(2)将(1)步所得半制品在DMF的水溶液中浸泡，进行凝固和发泡处理，将聚氨酯成分制成含有泡孔的弹性体；(3)水洗；(4)用有机溶剂溶去海岛型纤维中的“海”部分；(5)干燥、定形。本方法在聚氨酯凝固过程中，聚氨酯浆料中的溶剂DMF和凝固液中的水发生交换，并迁移到凝固液中，产生物理发泡微孔，同时，碳酸盐和有机酸的混合物在遇到水后，有机酸离解，产生H+离子，与碳酸盐反应，产生CO2气体，使树脂产生化学发泡微孔，可调节聚氨酯海绵体微孔结构，改善和增加泡孔，聚氨酯海绵体丰满而有弹性。
文档编号D04H1/4382GK102383315SQ20101027190
公开日2012年3月21日 申请日期2010年8月28日 优先权日2010年8月28日
发明者张建凤, 王林, 王海刚, 罗好才, 顾建慧, 顾海云 申请人:浙江禾欣实业集团股份有限公司, 禾欣可乐丽超纤皮(嘉兴)有限公司